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最新人教版物理九年级基础复习

发布时间:2013-12-21 12:39:59  

第十三章 内能 ................................................................................ 1

第一节 分子热运动 ......................................................................... 1

第二节 内能 ............................................................................... 1

第三节 比热容 ............................................................................. 2

第一节 热机 ............................................................................... 3

第三节 能量的转化和守恒 ................................................................... 4

第十五章 电流与电路 ......................................................................... 4

第一节 两种电荷 ........................................................................... 4

第二节 电流和电路 ......................................................................... 6

第三节 串联和并联 ......................................................................... 7

第四节 电流的测量 ......................................................................... 7

第五节 串、并联电路中电流的规律 .......................................................... 8

第十六章 电压 电阻 ......................................................................... 9

第一节 电压 ............................................................................... 9

第二节 串、并联电路中电压的规律 .......................................................... 10

第三节 电阻 .............................................................................. 10

第四节 变阻器 ............................................................................ 11

第十七章 欧姆定律 .......................................................................... 12

第一节 电流与电压和电阻的关系 ............................................................ 12

第二节 欧姆定律 .......................................................................... 12

第三节 电阻的测量 ........................................................................ 13

第四节 欧姆定律和安全用电 ................................................................ 15

第十八章 电功率 ............................................................................ 15

第一节 电能 电功 ........................................................................ 15

第二节 电功率 ............................................................................ 16

第三节 测量小灯泡的电功率 ................................................................ 17

第四节 焦耳定律 .......................................................................... 18

第十九章 生活用电 ........................................................................ 19

第一节 家庭电路 ........................................................................... 19

第二节 家庭电路中电流过大的原因安全用电 .................................................. 20

第二十章 电与磁 ............................................................................ 21

第一节 磁现象 磁场 ...................................................................... 21

第二节 电生磁 ............................................................................ 22

第三节 电磁铁 电磁继电器 扬声器 ......................................................... 22

第四节 电动机 ............................................................................ 23

第五节 磁生电 ............................................................................ 24

第二十一章 信息的传递 ...................................................................... 25

第一节 现代顺风耳——电话 ................................................................ 25

第二节 电磁波的海洋 ...................................................................... 25

第三节 广播、电视和移动通信 .............................................................. 25

第四节 越来越宽的信息之路 ................................................................ 25

第二十二章 能源与可持续发展 ................................................................ 26

第一节 能源 .............................................................................. 26

第二节 核能 .............................................................................. 26

第三节 太阳能 ............................................................................ 26

第四节 能源与可持续发展 .................................................................. 27

重要的物理常数 .............................................................................. 27

常见的物理数值(估算用) .................................................................... 27

物理量及其单位 .............................................................................. 28

物理公式 .................................................................................... 29

第十三章 内能

第一节 分子热运动

1.

? ?

?

? ?

2. 3.

? ?

?

?

?

扩散现象 在课本图13.1-2中,二氧化氮被放在下面的目的:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。 分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,是从微观领域看。而灰尘飞扬、液体对流、气体对流是物体运动的结果。是从宏观领域看。 分子的热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 温度越高,热运动越剧烈。 分子间的作用力 分子间的作用力包括分子间的引力和斥力。 当分子间的距离d=分子间平衡距离r,引力=斥力。 d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用。 固体和液体很难被压缩是因为:分子之间存在斥力。 d>r 固体很难被拉断、钢笔能写字、胶水能粘东西都是因为:分子之间存在引力。 当d>10r 破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,分子间几乎没有作用力。

第二节 内能

1. 2.

3.

4.

?

?

?

?

5.

?

?

6.

?

?

7. 8.

? ? ?

?

定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。 任何物体在任何情况下都有内能。 内能的单位为焦耳。 影响物体内能大小的因素 温度:在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度越高,物体内能越大。 质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。 材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。 存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。 内能与机械能不同 机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关。 内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动。 内能改变的外部表现 物体温度升高,说明物体内能增大;物体温度降低,说明物体内能减小。 内能改变,温度不一定变化。温度变化,内能一定改变。 晶体熔化、凝固、沸腾过程中,物体的内能发生了改变,但是温度不变。 改变物体内能的方法:做功和热传递。 做功: 做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。 如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。 如课本图13.2-5甲,引火仪内的棉花燃烧起来,因为:活塞压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,1

达到棉花着火点,使棉花燃烧。

? 如课本图13.2-5降低,使水蒸气液化凝成小水滴。

9. 热传递:

? 定义:热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

热传递传递的是内能(热量),不是温度,温度变化只是热传递的一个表现。

?

? 热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。

热量是变化量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“具有热量”。“传递温度”

的说法也是错的。

?

如右图,烧杯中的水不沸腾,因为没有温度差。

? 热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;物体放热,温度降低,内能减少。

10. 做功与热传递的异同

? 相同点:由于它们在改变内能上的效果相同,所以做功和热传递改变物体内能上是等效的。

? 不同点:做功时能量的形式发生了变化,热传递时能量的形式不变。

11. 温度、热量、内能的区别

? 温度表示物体的冷热程度。温度升高,内能一定增加,但不一定吸收热量。

? 热量是在热传递过程中的变化量。吸收热量,温度不一定升高,内能也不一定增加。

? 内能是一个状态量。内能增加,温度不一定升高,也不一定吸收热量。

? “热”可以指热量、温度和内能,具体含义要根据实际情况而定。

12. 内能的利用方式

? 利用内能来加热:从能的角度看,这是内能的转移过程。

? 利用内能来做功:从能的角度看,这是内能转化为机械能。

第三节 比热容

1. 探究:比较不同物质的吸热能力

【实验设计】用天平称质量相等的水和食用油,调节两个酒精灯的火焰使火焰大小相同。用这两个酒精灯分别给水和食用油加热一段时间,用温度计测量水和食用油的温度,比较二者温度上升速度。

【实验表格】下表可供参考。

【实验结论】质量相等的不同物质,吸收的热量相同,升高的温度不同。

【注意事项】① 比热容的概念是通过本实验引出来的,所以实验中不可以有“比热容”三个字。

② 本实验利用到控制变量法,所以要控制水和食用油的质量相等,控制酒精灯的火焰大小,控制加热时间相同。

2. 定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)的热量。

3. 物理意义:比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。

3水的比热容c水=4.2×10J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(降低)1℃,吸收(放出)的热量

2

为4.2×10J。

4. 比热容是物质的一种性质,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、

形状等无关。

5. 水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。

6. 海陆风:由于水的比热容比砂石大,导致沿海地区和内陆地区的温差不同。温度不同导致大气压不同,白天

和夜晚刮的风也不同。白天陆地温度高,风由海洋吹向陆地;夜晚海洋温度高,风由陆地吹向海洋。 7. ? ? 8. ? ? ? ?

比较比热容的方法:

质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。 质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。 热量的计算公式:

温度升高时用:吸=(-0) 放0 只给出温度变化量时用:Q=cm△t Q——热量——焦耳(J);c——比热容——焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m——质量——千克(kg); t——末温——摄氏度(℃);t0——初温——摄氏度(℃)

? 用公式求液体温度时,一定要注意液体的沸点:求出水的温度为105℃,但最终结果应该是100℃。 ? 审题时注意“升高(降低)到10℃”还是“升高(降低)了10℃”,前者的“10℃”是末温(t),后面的“10℃”

是温度的变化量(t0)。

9. 热平衡方程:在不计热损失的情况下,Q吸=Q放。

3

第十四章 内能的利用

第一节 热机

1. ? ? ? ? ?

内燃机

热机的能量转换:内能转化为机械能。

热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等 四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 内燃机的工作过程(图14.1-4):在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,

?

3

热值

? 定义:

3? 单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m)。

? 热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积无关。

? 公式:Q放=qm、Q放=qV

① Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每千克(J/kg);m——燃料质量——千克(kg)。

33② Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每立方米(J/m);V——燃料体积——立方米(m)。

77? 酒精的热值是3.0×10J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10J。

7337煤气的热值是3.9×10J/m,它表示:1m煤气完全燃烧放出的热量是3.9×10J。

? 火箭常用液态氢做燃料,是因为:①

2. 燃料的有效利用、热机的效率

? 燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。

? 在实际应用中,燃料很难完全燃烧,所以放出的热量比实际计算出的要少。另外,放出的热量又很难得到全

部有效利用,总会有一部分热量损失。例如,用蜂窝煤烧水时,热量损失的部分包括:① 未完全燃烧的部分;② 高温烟气带走的热量;③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。

? 有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度)

以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)

? 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

公式:η?Q有用 Q总

? 提高热机效率的途径:① 使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;② 机件间保持良好的润滑,减小摩擦。 ? 常见热机的效率:蒸汽机6%~15%、汽油机20%~30%、柴油机30%~45%

第三节 能量的转化和守恒

1. 我们接触过以下形式的能量:机械能、内能、光能、化学能、电能

动能和势能属于机械能,“动能或势能转化为其他形式的能量”的说法是错误的。

2. 能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为为其他形式,或者从一个

物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。

3. 判断能量的转化,要看能量大小的变化。在某一现象中,如果一种形式的能量在减小的同时,引起另一种形

式的能量增大,那么就可以确定这种形式的能量转化成了另一种形式的能量。

4. 若发生能量的转移,必有一物体能量减少,另一种物体能量增加,并且能量的形式不变。

热传递的过程是内能的转移过程,内能转移的多少等于吸收或放出热量的多少。

5. 火箭上升时,机械能增加,内能增加。

第十五章 电流与电路

第一节 两种电荷

1. 电荷

? 带电体:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说是物体带了电(荷)。这样的物体叫做带电体。

轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。

4

? 电荷:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。

在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的。人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示。e=1.6

-19 ×10C。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。

? 棒上带的电荷叫做负电荷(-)。

具有正电荷的实质是物质中的原子失去了电子;具有负电荷的实质是物质中的原子得到了多余的电子。有得就有失,摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。

? 电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。

两个物体相互吸引有两种情况——可能是它们带异种电荷而互相吸引,还可能是一个物体带电而吸引另一个不带电的轻小物体。

? 使物体带电的方法

? 摩擦起电

? 定义:用摩擦的方法使物体带电。

? 原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。

? 实质:电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开。

? 能量转化:机械能-→电能

? 接触带电:物体和带电体接触带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。

? 感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。

? 检验物体带电的方法

? 使用验电器。

? 验电器的构造:金属球、金属杆、金属箔。

? 验电器的原理:同种电荷相互排斥。

? 从验电器张角的大小,可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。 ? 利用电荷间的相互作用。

? 利用带电体能吸引轻小物体的性质。

? 中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。

? 如果物体所带正、负电量不等,也会发生中和现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的

物体中和,剩余的电荷可使两物体带同种电荷。

? 中和不是意味着等量正负电荷被消灭,实际上电荷总量保持不变,只是等量的正负电荷使物体整体显不

出电性。

2. 摩擦起电

? 原子的结构:原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的;原子核的质量比电子的大得多,几乎集中了

原子的全部质量;原子核带正电,电子带负电,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。

原子核带正电,电子带负电。电子绕核运动。但整个原子呈中性。

? 摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象,就是摩擦起电现象。

摩擦的两个不同物体同时分别带上等量异种电荷。

? 摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的本领不同,两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电

子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上;失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。

? 摩擦起电不是创造了电荷,只是电子从一个物体转移到另一个物体上。

? 由同种物质组成的两物体摩擦不会起电。

3. 导体和绝缘体

? 导体和绝缘体:善于导电的物体叫做导体;不善于导电的物体叫做绝缘体。 常见的导体:金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。 常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷等。

? 半导体:导电能力在绝缘体和导体之间的物体,叫做半导体。

5

?

?

?

?

常见的半导体:硅、锗。 半导体的应用:集成电路(包括二极管、三极管)、热敏电阻、光敏电阻等。 超导体:有些物质,当温度降到某一温度以下,电阻会突然变为零,这种现象叫做超导现象。能够发生超导现象的物体叫做超导体。 超导体的实际应用:磁悬浮列车。 超导体可以用作输电线或制造电子元件,并且无需考虑散热的问题。凡是利用电流的热效应来工作的电路中都不能使用超导体。 导体容易导电的原因:里面有大量的自由电荷,它们可以脱离原子核的束缚,而在导体内部自由移动。 “导电”与“带电”的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。 导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。一定条件下,绝缘体也可变为导体。

第二节 电流和电路

1. 电流

? 电流的形成:电荷在导体中定向移动形成电流。

自由电荷在金属导体中是自由电子,在酸、碱、盐水溶液中是正、负离子。

? 在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。在金属导体中,电流的方向跟自由电子的移动方向相反。 ? 电源:能够提供持续电流的装置,叫做电源。

干电池、蓄电池供电时,化学能转化为电能;发电机发电时,机械能转化为电能。

? 持续电流形成的条件:① 必须有电源; ② 电路必须闭合(通路)。

只有两个条件都满足时,才能有持续电流。

? 电流的三种效应

① 电流的热效应:如白炽灯,电饭锅等。

② 电流的磁效应:如电铃、电磁继电器等。

③ 电流的化学效应:如电解、电镀等。

注:电流看不见、摸不着,我们可以通过各种电流的效应来判断它的存在,这里体现了转换法的科学思想。物理学中,对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等,去认识事物的方法,在物理学上称作这种方法叫转换法。

2. 电路和电路图

? 电路:由电源、用电器、开关、导线等元件组成的电流的路径,叫做电路。

? 电路元件的作用: 电源——能够提供电流的装置,或把其他形式的能转化为电能的装置(干电池将化学能转化为电能)。 用电器——消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。

开关——控制电路的通断。

导线——传导电流,输送电能。

? 电路的三种状态: 通路——处处连通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。 断路(开路)——某处断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。 短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏。 用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路。

? 电路图:用符号表示电路连接的图,叫做电路图。

?

6

3. 电路和电路图

? 由电路图连接实物:首先按电路图摆好元件位置。其中开关S应是断开的。若有滑动变阻器,应将其滑片P

调到变阻器的阻值最大端。

? 若为串联电路,可从电源正极出发,逐个顺次连接各个元件,然后回到电源负极。

? 若为并联电路,可先选一支路与开关、电源和干路上的其他元件按串联方法连成回路,再把与该支路并

联的各支路依次并联在该支路上;也可先把并联部分按首首相接、尾尾相接的接法接好,再从分叉点和会合点与开关、电源连成回路。

? 若为混联电路,可参照串、并联的方法连接。

? 按连接顺序检查,确定无误后,可试触开关,看看有无异常,如有问题可断开开关检查。 ? 实物图的连接中,要注意每个元件的位置和它与电路图中符号位置的对应关系。 ? 由实物图画电路图:参照实物图画出电路图时,要用规定的符号表示相应的元件,要分清元件间的连接关系,

要画成规则的方框图(导线要画直,拐弯处要画成直角)。

第三节 串联和并联

1.

串联电路:两个用电器首尾相连,然后接到电路中,就说这两个用电器是串联的。

2. 并联电路:两个用电器的两端分别连在一起,然后接到电路中,就说这两个用电器是并联的。 3. 4. 识别串联电路、并联电路的方法:

? 让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,途中不分流就是串联,否则就是并联。 ? 将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”电流流出端为“尾”,观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连

接为串联;若“首、首”,“尾、尾”相连,为并联。(类似于物理课上所介绍的方法)

? 识别不规范的电路过程中,不论导线多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端点均可看成同一个点,

从而找出各用电器两端的公共点。

? 对实际看不到连接的电路,如路灯、家庭电路,可根据他们的某些特征判断连接情况。

第四节 电流的测量

1. 电流:电流是表示电流强弱的物理量,用符号I表示。电流的单位为安培(安,A)。 2. 电流的定义式:

7

Q I?

t

其中I表示电流,单位为安培(A);Q表示电荷,单位为库伦(C);t表示通电的时间,单位为秒(s)。

36

1A=10mA=10μA

A,其内阻很小,可看做零,电流表相当于导线。3. 电流表:测量电流的仪表叫电流表。符号为○

4.

在下一行读出的示数是指针指向相同位置时,在上一行读出的示数的5倍。

* 部分电流表的三个接线柱分别是“+”、“0.6”和“3”。这时“0.6”和“3”是负接线柱,电流要从“+”流入,再从“0.6”或“3”流出。

5. 正确使用电流表的规则:

? 电流表必须和被测的用电器串联。

如果电流表与用电器并联,不但测不出流经此用电器的电流,如果电路中没有别的用电器还会因为电流表直接连到电源的两极上使电流过大而烧坏电流表。

? ?

? 任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极。

6. 无法估测待测电流的大小时,可先用大量程试触,若指针偏转超过最大值则应断开开关检查;如果指针偏转

幅度太小,会影响读数的准确性,应选用小量程档。

7. 使用电表前,如果指针不指零,可调整中央调零螺旋使指针调零。 8. 常见的电流(估计数字)

第五节 串、并联电路中电流的规律

【实验器材】两只相同规格的小灯泡和一只不同规格的小灯泡、一个开关、两节干电池、导线若干、三个电流表

【电路图】

【设计实验】分别按照上面两个电路图连接电路,先将规格相同的小灯泡接入电路,读出电流表示数并记录;然后将规格不同的小灯泡接入电路,再次读出电流表示数并记录。 【实验结论】串联电路中各点的电流相等,并联电路的总电流等于各支路电流之和。 【提示】

8

? 使用不同规格的灯泡是为了避免偶然性。

? 课本中的实验是在A、B、C三点分别接电流表。同时接电流表的好处是便于操作。

第十六章 电压 电阻

第一节 电压

1. ? ? ?

电压:电压是使电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。电压的符号是U,单位为伏特(伏,V)。 要在一段电路中产生电流,它的两端就要有电压。 电源的作用是给用电器两端提供电压。 1kV=103V=106mV

? 说电压时,要说“xxx两端的电压”;说电流时,要说通过“xxx的电流”。

V,2. 电压表:测量电路两端电压的仪表叫电压表,符号为○其内阻很大,接入电路上相当于开路。 3. 电压表的示数:

在下一行读出的示数是指针指向相同位置时,在上一行读出的示数的5倍。

* 部分电流表的三个接线柱是“+”、“3”和“15”。这时“3”和“15”是负接线柱,电流要从“+”流入,再从“3”和“15”流出。

4. 正确使用电压表的规则:

?

如果与被测用电器串联,会因为电压表内阻很大,此段电路开路而无法测此用电器两段的电压。如果被测用电器在支路上,这时电压表测的是其他支路两端的电压;如果被测用电器在干路上,则整个电路便成开路了,这时电压表测的是电源电压。

?

电流必须从“+”接线柱流进去,从“-”接线柱流出来。 ?

5. 无法估测待测电压的大小时,可先用大量程试触。再根据指针偏转幅度选用适当量程。 电鳐可以产生200V左右的电压,用来自卫。

7. 在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类

比法”。类比是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。

8.

9

9. ? 电流表示数正常而电压表无示数

故障原因可能是:① 电压表损坏;② 电压表接触不良;③ 与电压表并联的用电器短路。 ? 电压表有示数而电流表无示数

故障原因可能是:① 电流表短路;② 和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。 ? 电流表电压表均无示数

“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。

第二节 串、并联电路中电压的规律

【实验器材】两只相同规格的小灯泡和一只不同规格的小灯泡、一个开关、两节干电池、导线若干、三个电压表

【电路图】

【设计实验】分别按照上面两个电路图连接电路,先将规格相同的小灯泡接入电路,读出电压表示数并记录;然后将规格不同的小灯泡接入电路,再次读出电压表示数并记录。 并联电路:

【实验结论】串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。并联电路中,各支路两端的电压相等。 【提示】使用不同规格的灯泡是为了避免偶然性。

第三节 电阻

1. 电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆(欧,Ω)

36

1MΩ=10kΩ=10Ω

常见导体的电阻率从小到大排列,分别是:银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。 2. 电阻的决定式:R??

L S

导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料(电阻率ρ)、长度(L)和横截面积(S)。

导体越长,电阻越大;导线横截面积越小,电阻越大。 3. 探究“决定电阻大小的因素”实验时,必须注意控制变量。

10

? 实验原理:用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化(也可以在电压不变的情况下,通过电

流的变化来研究导体电阻的变化)。

? 实验方法:控制变量法。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。 ? ? 有很多实验都是用控制变量法来完成的,所以必须熟练掌握控制变量法,并且在练习时加以注意。

4. 电阻的计算公式:R?U I

R——电阻——欧姆(Ω);U——电压——伏特(V);I——电流——安培(A)。

5.

?

?

? 关于电阻的注意事项: 导体不同,电阻也一般不同。 导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。 过以及电流大小等均无关。

? R?U只表示电压、电流和电阻的数值关系,没有物理意义。 I

)、变阻器() 6. 电阻的分类:定值电阻(

第四节 变阻器

1. 滑动变阻器:

变接入电路中电阻线的长度改变电阻,从而改变电路中的电流。

流、调节电压和保护用电器。

器标有“50Ω 1A”的字样,表明该滑动变阻器的最大阻值为50

的最大电流为1A。

2. 使用滑动变阻器的注意事项(见右图):

?

B两个接线柱,相当于接入一段导线;如果选用C、D两个接线

入一段定值电阻。这两种错误的接法都会使滑动变阻器失去作用。

? A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。

? 选用C接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将减小;

选用D接线柱时,滑片P向左移动,滑动变阻器的电阻值将增大。

(滑片距离下侧已经接线的接线柱越远,连入电路中的电阻越大)

?

3.

4.

?

? 每个变阻器都标有规定的最大电阻和允许通过的最大电流,使用时不能超过它的最大值。 应用:电位器 注意: 滑动变阻器的铭牌,告诉了我们滑片放在两端及中点时,变阻器连入电路的电阻。 分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题,关键搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻

器的阻值如何变化。 原理:通过改作用:改变电某滑动变阻Ω,允许通过如果选用A、柱,相当于接

? 在给滑动变阻器选电阻线的时候,应该选择电阻较大的材料(镍铬合金)。

? 滑动变阻器的优缺点:能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值。

电阻箱的优缺点:能够表示连入电路的阻值,但不能连续改变连入电路的电阻。

5. 电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(Δ)的示数乘面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。

11

第十七章 欧姆定律

第一节 电流与电压和电阻的关系

1. 探究电阻上的电流跟两端电压的关系

阻值不同的两个定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、【电路图】见右图

【实验器材】导线

【实验表格】

【实验结论】当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 【注意事项】滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压;保护电路。 2. 探究电压导体两端电压不变时,电流与电阻值的关系

【实验器材】阻值不同的两个定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线 【电路图】见右上图 【实验表格】

【实验结论】当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。 【注意事项】滑动变阻器的作用:使电阻两端的电压保持不变。 3. 这两个实验都采用控制变量法。

4. 分析实验数据寻找数据间的关系,从中找出物理量间的关系,这是探究物理规律的常用方法。

第二节 欧姆定律

1. 欧姆定律

内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

公式:I?

U R

U——电压——伏特(V);R——电阻——欧姆(Ω);I——电流——安培(A) 2. ? ? ? 3.

使用欧姆定律的注意事项:

同体性:公式中的I、U、R应是同一段电路或同一导体的。为了便于区别,应该加上同一种角标。 同时性:公式中的I、U、R应是同一时刻、同一导体所对应的数值。

欧姆定律普遍适用于纯电阻电路中。对于电动机(转动的线圈)和超导体来说,欧姆定律不成立。 电阻的串联和并联电路规律的比较

12

?

? 若有n个相同的电阻R0串联,则总电阻为R?nR0;

若有n个相同的电阻R0并联,则总电阻为R?R0。 n

? 电阻串联相当于增加了导体的长度,所以总电阻比其中任何一个电阻都大,串联得越多总电阻越大;

电阻并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小,并联得越多总电阻越小。 ? 电路(串联、并联)中某个电阻阻值增大,则总电阻随着增大;某个电阻阻值减小,则总电阻随着减小。 ? 常用的串、并联电路中的物理量与电阻的比例关系有(以两个电路串、并联为例,其中P为电功率,W为

电功,Q为电热)

串联时:

U1R1?U2R2

I1R2?I2R1U1R1?URI1R?IR1U2R2?URI2R?IR2PR1?1P2R2PR1?2P2R1W1R1?W2R2W1R2?W2R1Q1R1?Q2R2Q1R2? Q2R1U1?R1R2UU2?U R1?R2R1?R2并联时:

第三节 电阻的测量

1. 伏安法测量小灯泡的电阻

【实验目的】证明灯丝电阻与温度有关。

灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线。

① 画出电路图(见右图)。

接实物,开关S应断开,将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。

闭合开关,移动滑片(眼睛看着电压表)

,分别记录三组电压、电流的对应值。

④ 断开开关。根据R?

【实验器材】小【实验步骤】 ② 按电路图连③ 检查无误后

U,计算出每次的电阻值R1、R2、R3,并求出电阻的平均值。 I

【实验结论】灯丝的电阻与温度有关。温度越高,灯丝电阻越大。

【注意事项】

① 接通电源后先通过变阻器把电压调到小灯泡的额定电压,然后从该电压开始依次降低。

② 滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压;保护电路。

③ 实验最后不能求电阻的平均值,因为:灯丝的电阻与温度有关。

2. 伏安法测电阻

13

【原理】R?U I

【实验器材】待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线。

【实验步骤】

① 画出电路图(见右图)。

② 按电路图连接实物,开关S应断开,将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。

③ 检查无误后闭合开关,移动滑片(眼睛看着电压表),分别记录三组电压、电流的对应值。

④ 断开开关。根据R?

【实验表格】

U,计算出每次的电阻值R1、R2、R3,并求出电阻的平均值。 I

3.

?

?

?

?

? 【注意事项】 ① 多次测量平均值的目的:减小误差。 ② 滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压;保护电路。 实验电路连接的常见错误: 电流表(电压表)的“+”“-”接线柱接错了。 电流表(电压表)的量程选大/小了。 滑动变阻器的接线柱接错了(同时接在上/下接线柱)。 电流表没有与被测用电器串联(如并联);电压表没有与被测用电器并联(如串联或与其他用电器并联) 连接电路时开关没有断开。

4. 测量未知电阻阻值的其他方法:

? 用两个电压表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线,不用电流表(电路串联):

在这种情况下,可利用“串联电路中电压与电阻成正比”求出电阻。

? 用一个电压表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线,不用电流表(电路串联):

由于只有一个电压表,我们就只能先利用短路测量电源电压,然后测量其中一个定值电阻两端的电压,利用“串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和”求出另外一个定值电阻两端的电压,最后利用“串联电路中电压与电阻成正比”求出电阻。

? 用两个电流表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线,不用电压表(电路并联):

在这种情况下,可利用“并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比”求出电阻。

? 用一个电流表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线,不用电压表(电路并联):

由于只有一个电流表,我们就只能先利用断路测量其中一个支路的电流,然后测量电路的总电流,利用“并 14

联电路的总电流等于通过各支路的电流之和”求出通过另外一个定值电阻的电流,最后利用“并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比”求出电阻。

? 用一个电流表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线,不用电压表(电路串联):

先将未知的电阻短路,利用U=IR求出电源电压。然后再将未知的电阻连入电路,利用总电压相等,求出总电阻。利用“串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和”求出未知电阻的阻值。

如果阻值已知的定值电阻被换成滑动变阻器,方法也是相同的。

? 使用电流表(或电压表)、一个电阻箱、一个电压、一个开关盒若干导线:

可以先把定制电阻单独连入电路,测量定值电阻的一个物理量(电流或电压)。把电阻箱单独连入电路,并使电阻箱对应的物理量等于定值电阻对应的物理量。读出电阻箱连入电路的阻值即可。但这种方法只能粗略地测量定值电阻阻值。 测量电阻的原理一般只有两个:一个是R?U,另一个是利用其他物理量与电阻的关系。大家应该熟练掌I

握等效替代法,而不是背实验步骤和表达式(所以提纲也不会给出步骤和表达式)。

第四节 欧姆定律和安全用电

1. 电压越高越危险:由欧姆定律I?U可知,人体的电阻R一定,加在人体身上的电压越大,通过人体的电R

2.

3.

4.

?

?

5.

流就越大。电流大到一定程度,人就会发生危险。所以电压越高越危险。 安全用电的原则:不接触低压(小于1000V)带电体,不靠近高压(大于1000V)带电体。 人们把正常接通的电路,即用电器能够工作的电路叫做通路。电路的两种主要故障是短路和断路。 雷电:雷电是大气中一种剧烈的放电现象。 当云层和大地之间的放电如果通过人体,能够立即致人死亡,如果通过树木、建筑物,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。 高大建筑等的顶端都安装用来防雷的避雷针。 小鸟站在高压线上不会被电死的原因:加在小鸟两脚之间的电压很小。

第十八章 电功率

第一节 电能 电功

1.

?

?

2. 电功:电流所做的功叫电功。 W1kW·h=3.6×106J 电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 15

3. 电流在某段电路上所做的功,等于电功率与通电时间的乘积,还等于这段电路两端的电压与电路中的电流以

及通电时间的乘积。

? 电功的计算公式为:

4. 电能表:测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。下图是一种电能表的表盘。

? 表盘上的数字表示已经消耗的电能,单位是千瓦时,该数的前四位是整数,第五位是小数部分,即

1234.5kW·h。

?

? “10(20A)”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A。 ? “50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用;

? “600revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电

能,电能表上的表盘转过600转。

? 根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时,可以列比例式:

列出的比例式类似于 消耗电耗1kW?h? 电表转数600revs/kW?h

? 用电能表月底的读数减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。

第二节 电功率

1.

?

?

2. 电功率:电流在1秒内所做的功叫电功率。 P 31kW=10W 电功率的物理意义:表示消耗电能的快慢。

3. 电功率的定义式:P?W t

第一种单位:P——电功率——瓦特(W);W——电功——焦耳(J);t——通电时间——秒(s)。

第二种单位:P——电功率——千瓦(kW);W——电功——千瓦时(kW·h);t——通电时间——小时(h)。

4. 电功率的计算式:P?UI

P——电功率——瓦特(W);U——电压——伏特(V);t——电流——安培(A)。

5. 家用电器的电功率(估计数值):

1000W:空调、微波炉、电炉、电热水器;

800W:吸尘器;

500W:电吹风机、电熨斗、洗衣机;

200W:电视机、电子计算机;

100W:电冰箱、电扇。

低于1W:手电筒、计算器、电子表。

6. 有关电功、电功率的公式及其适用范围:

7. 用电器的额定功率和实际功率

16

? ? ? ?

? ? ? 8.

额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。 额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 用电器实际工作时的三种情况: P实?P额——用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红) P(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断额——用电器不能正常工作,有可能烧坏。实?P灯丝) P额——用电器正常工作。 实?P

有些地区电压不稳定,使用稳压器可以获得较为稳定的电压。 额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。

将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。 串并联电路P实与R大小的关系

第三节 测量小灯泡的电功率

1. 伏安法测小灯泡的功率

【实验目的】探究小灯泡的发光情况与小灯泡实际功率的关系。 【实验原理】P?UI

【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 【实验步骤】

① 画出电路图(见右图);

② 按电路图连接实物。注意开关断开,滑动变阻器的滑片移到阻值最大端。

③ 检查无误后,试触,无异常后闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,然后使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,接下来使小灯泡两端的电压小于额定电压,每次都要观察小灯泡的亮度,测出小灯泡的功率。

④ 根据P?UI分别算出小灯泡的额定功率、电压为额定电压的1.2倍时的实际功率、电压低于额定电压时的实际功率。

17

【实验结论】灯泡的亮度由实际功率决定。灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。 【注意事项】滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压、保护电路。

第四节 焦耳定律

1. 探究电流的热效应

【实验器材】(如下图)烧瓶(三个烧瓶中放入等量的煤油)、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。 【实验步骤】(1)

① 如下图中的左图,在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。 ② 将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。

③ 通电一段时间后,比较两瓶中煤油的温度变化。 (2)

在通电时间相同的情况下,分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流(下图中的右图),观察什么情况下产生的热量多。 【实验结论】(1)在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。

(2)在通电时间一定、电阻相同的情况下,通过电流大时,镍镉合金丝产生的热量多。

2. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

2Q——热量——焦耳(J);I——电流——安培(A);R——电阻——欧姆(Ω);t——通电时间——秒(s) 3. 有关焦耳定律的注意事项

? Q不与I成正比,而是与I2成正比。往公式里代数时要注意电流的代入:Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×5s=10J ? 对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q=W),这时以下公式均成立

U2

Q?Pt?IRt?UIt?t

R

? 对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。 4. 利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。

防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 5. 串并联电路中电功、电功率、电热与电阻的关系

2

18

第十九章 生活用电

第一节 家庭电路

1. 家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、电灯、插座、导线等组成。

2. 家庭电路中各部分电路及作用:

? 进户线

进户线有两条,一条是火线,一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。

正常情况下,零线之间和地线之间的电压为0V。

? 电能表(见第一节)

? 用途:测量用户消耗的电能(电功)的仪表。

? 安装:电能表安装在家庭电路的干路上,这样才能测出全部家用电器消耗的电能。

? 闸刀开关(空气开关)

? 作用:控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。

? 安装:闸刀开关安装在家庭电路的干路上,空气开关的静触点接电源线。

? 保险盒(见第五节)

? 电路符号:

? 连接:与所保护的电路串联,且一般只接在

? 选择:保险丝的额定电流等于或稍大于家庭

工作电流。

? 保险丝规格:保险丝越粗,额定电流越大。

? 注意事项:不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小,产生的

热量少,铜的熔点高,不易熔断。

? 插座

? 作用:连接家用电器,给可移动家用电器供电。

? 种类:常见的插座有二孔插座(下图左)和三孔插座(下图右)。

? 安装:并联在家庭电路中,具体接线情况见右图。

? 把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外壳与大地连接起来,

防止了外壳带电引起的触电事故。

? 用电器(电灯)和开关

? 白炽灯的工作原理:白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。

? 灯泡长期使用会变暗,原因是:灯丝升华变细电阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内

壁上降低了灯泡的透明度。

19 火线上。 电路的最大

? 开关和用电器串联,开关控制用电器。如果开关短路,用电器会一直工作,但开关不能控制。

3.

4.

? ? ? ? ? ? 为防止漏电对人造成伤害,在家庭电路的总开关处要安装漏电保护器。 连接家庭电路的注意事项: 家庭电路中各用电器是并联的。 与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。 (现在保险丝已被空气开关代替。) 三线插头中的地线与用电器的金属外壳相连,插座上相应的导线和室外的大地相连。这样做可以防止外壳带电给人造成伤害。

? 虽然地线和零线正常情况下之间没有电压,但绝不能将地线和零线接通,否则易造成触电事故。

5. 试电笔:用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线,手必须接触笔尾的金属体。 ?

? 测电笔接触火线时,如果观察不到氖管发光,你认为产生这种现象的原因可能是:测电笔氖管已坏;手没有接触笔尾金属体;火线断路。

? 某次检修电路时,发现灯泡不亮,火线、零线都能使测电笔发光,可能的原因是:火线完好,零线处有断路,被测段零线通过用电器和火线构成通路。

6. 家庭电路中触电的原因:一是人体接触了火线和大地(单线触电),二是人体接触了火线和零线(双线触电)。

第二节 家庭电路中电流过大的原因安全用电

1. 家庭电路中电流过大的原因:① 发生短路; ② 接入电路中的总功率过大。

这两个原因都可以使保险丝熔断。此外,如果保险丝的额定电流过小,也容易烧坏。

2. 保险丝:保险丝是用铅锑合金制作的,电阻比较大,熔点比较低。

3. 保险丝的作用:当电流过大时,保险丝由于温度升高而熔断,切断电路,起到保护的作用。

4. 不能用铜丝、铁丝代替保险丝。

5. 新建的楼房的保险装置不是保险丝,而是空气开关。当电流过大时,开关中的电磁铁起作用,使开关断开,

切断电路。

6. 在家庭电路中,导线相互连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。这是为什么?

因为导线互相连接处接触面积小,所以电阻大。在串联电路中通电时间相同,由焦耳定律可知,导线互相连接处产生的热量多,温度高,所以那里容易发热,加速老化,甚至引起火灾。

7. 灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮。为什么? U2

因为灯丝烧断之后再搭在一起,灯丝的长度缩短,所以灯丝电阻变小。由P?可知,灯泡电压不变,灯泡R

的实际功率增大,所以灯泡会更亮。

20

第二十章 电与磁

第一节 磁现象 磁场

1. 磁性:物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质的性质叫磁性。

2. 磁体:具有磁性的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。

3. 磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),

另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。

4. 磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱。 无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。

5. 磁极间的相互作用:异名磁极互相吸引,同名磁极互相排斥。

6. 磁化:磁性材料在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化。

高温和剧烈震动可以使这些物体的磁性消失。

钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁。

7. 物体是否具有磁性的判断方法:

① 根据磁体的吸铁性判断。

② 根据磁体的指向性判断。

③ 根据磁体相互作用规律判断。

④ 根据磁极的磁性最强判断。

1. 磁场:磁体周围的空间存在着磁场。

磁场看不见、摸不着,我们可以根据它所产生的作用来认识它,这里使用的就是转换法。

2. 磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。

3. 磁场的方向:把小磁针静止时北极所指的方向定位那点磁场的方向。

4. 磁感线:在磁场中画一些有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这

样的曲线叫做磁感线。磁感线上某点的切线方向,就是该点的磁场方向。

5. 对磁感线的认识:

? 在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。在磁体内部正好相反。

? 磁感线布满磁体周围整个空间,磁感线的疏密表示磁性强弱。

? 磁感线是假想的闭合曲线,磁感线不是真实存在的(磁场是真实存在的),磁感线不交叉、不重合,磁感线要画成虚线。

? 用磁感线描述磁场、用光线描述光的传播的方法是模型法。

? 磁感线立体分布在磁体周围。

6. 磁极受力:在磁场中的某点,北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁力的方向跟该点的磁

场方向相反。

7. 典型的磁感线:

8. 磁场的分类:地磁场、电流的磁场(第三节)

9. 地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫做地磁场。

?

21

?

? 北极附近。

第二节 电生磁

1. 最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。

2. 奥斯特实验:如下图所示,将一根导线平行地拉在静止的小磁针的上方(乙图),观察导线通电时(甲图)

小磁针是否偏转,改变电流方向(丙图),再观察一次。

3. 4.

5.

6. 对比甲图、乙图,可以说明通电导线的周围有磁场; 对比甲图、丙图,可以说明磁场的方向跟电流的方向有关。 通电螺线管的磁场:通电螺线管外部的磁场方向与条形磁体的磁场相似。磁极可用安培定则来判断。 安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。 螺线管的极性只与电流方向有关,与线圈绕法无关。 安培定则的应用:判断通电螺线管的磁极、根据磁极判断电流方向、根据磁极和电流方向判断线圈绕法。 典型图:

第三节 电磁铁 电磁继电器 扬声器

1. 电磁铁:插有铁芯的通电螺线管,在有电流通过时有磁性,没有电流时失去磁性,这种磁体就是电磁铁。

2. 电磁铁的工作原理:电流的磁效应、磁化

3. 影响电磁铁(通电螺线管)磁性强弱的因素:线圈匝数、电流大小、(是否插入铁芯)。 电磁铁的电流越大,它的磁性越强;外形相同的螺线管,电流大小相同时,线圈匝数越多,它的磁性越强。

4. 电磁铁的应用:电磁起重机、电磁继电器、空气开关、磁悬浮列车、电话等。

磁悬浮列车利用了“同名磁极互相排斥”的原理。

5. 电磁铁与永久磁体相比,所具有的优点有:

① 可以改变电流的大小以改变磁性的强弱;

② 可以改变电流方向以改变磁极;

③ 可以通过控制电流的有无来控制磁性的有无。

1. 继电器:继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置。

2. 电磁继电器:电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

3. 电磁继电器的结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作

电路组成。有了电磁继电器,人们就可以安全方便地操纵大型机械了。

22

4. 扬声器和话筒的能量转换:前者是将电能转化成声能的装置,后者是将声能转化成电能的装置。

5. 扬声器的工作原理:线圈通过如图9.5-4所示电流时,受到磁体吸引而向左运动;当线圈通过的电流的方向

相反时,受到磁体排斥而向右运动。交流电方向周期性改变,线圈带动纸盆不断振动,产生声音。

6. 水位自动报警器的工作原理:如下图,当水位未达到金属块A时,电磁铁断路,不具有磁性。绿灯与电源接

通,红灯断开。此时绿灯亮,红灯不亮。当水位达到金属块A时,电磁铁通路,具有磁性。红灯与电源接通,绿灯断开。此时红灯亮,绿灯不亮。

7. 电铃的工作原理:如右上图。通电时,电磁铁有电流通过,具有磁性,吸引小锤下方的弹性片,使小锤打击电铃

发出声音;同时电路断开,电磁铁失去磁性,小锤被弹回,电路闭合。这样不断重复,电铃便发出连续击打声了。

第四节 电动机

1. 探究“磁场对通电导线的作用”:

如图所示,把一根直导体AB放在蹄形磁体的磁场里,并与电源、开关、滑线变阻器组成一闭合电路。

【实验步骤】

① 合上开关,接通电路,导体AB中产生由A向B流动的电流,这时导体AB向左运动起来。

② 将电源上的正、负极接线对换,合上开关,导体AB中产生由B向A流动的电流,这时导体AB向右运动起来。 ③ 将蹄形磁体的磁极上下翻转,导体AB的运动方向也发生变化。

【实验结论】

① 通电导体在磁场里受到力的作用。

② 通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。

磁场对电流的作用:实验表明,通电导体在磁场中要受到磁场对电流的力而运动。

力的方向跟电流方向和磁感线(磁场)方向有关。电流方向或磁感线方向变得相反时,力的方向变得相反;电流方向和磁感线方向都变得相反时,力的方向不变。

电动机:电动机是将电能转化为机械能的装置。

能量转换:电能转化为机械能。

分类:交流电动机、直流电动机(直流电动机有换向器)

换向器的作用:在线圈刚越过平衡位置时自动改变电流方向,使线圈持续运动下去。

组成:电动机主要由转子和定子组成。

23 2. 3. 4. ? ? ? ? ?

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5. 在直流电动机,当线圈位于平衡位置时,线圈内没有电流,线圈不受力的作用。 直流电动机的线圈内都是交流电。 电动机的优点:构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可以改变、污染小等。 欧姆定律适用于未转动的电动机的线圈。

电动机转动时,只有P和W机械?W总?Q?UIt?IRt成立。 总?P热?UI?IR机械?P22

第五节 磁生电

1. 电磁感应的探究实验:

如图,在两段磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接。

2.

3.

4. 5. ? ? ?

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6.

7. 【实验步骤、现象】 ① 当导体AB顺着磁感线上下运动或静止不动时,电流表指针不偏转,说明电路中没有电流。 ② 当导线AB水平向左运动时,电流表指针向右偏转,表明电路中产生了电流,电流方向是从B到A。 ③ 当导线AB水平向右运动时,电流表指针向左偏转,表明电路中产生了电流,电流方向是从A到B。 ④ 当导线AB水平向左运动时,但先将磁铁的磁极位置对调,电流方向是从A到B。 【实验结论】 ① 产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 ② 导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。 【注意事项】 ① 该电路没有电源。 ② 本实验中的能量转化:机械能转化为电能。 1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。 导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。 发电机:发电机是将机械能转化为电能的装置。 原理:电磁感应现象 发电机由转子和定子组成。 直流发电机中有换向器。 在直流发电机中,当线圈位于平衡位置时,线圈内没有电流。 交变电流:在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,单位是Hz。我国电网的交流电,频率是50Hz,周期是0.02s,电流在每秒内产生的周期性变化的次数是50次。 无论是直流发电机还是交流发电机,线圈内都是交流电。 录音的原理是电流的磁效应(电能转化为声能)和磁化,放音的原理是电磁感应现象(声能转化为电能)。 24

第二十一章 信息的传递

第一节 现代顺风耳——电话

1. 1876年,美国的贝尔发明了电话。

2. 最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒相当于变阻器,听筒相当于扬声器。

3. 为了提高线路的利用率,人们发明了电话交换机,一般电话之间都是通过电话交换机来完成的。

早期的电话交换机是手工操作的。1891年出现了利用电磁继电器接线的自动电话交换机。现在的程控电话交换机利用了电子计算机技术。

4. “占线”现象包括:① 对方的话机在使用;② 一般是打长途电话时,两台交换机之间有太多的用户要通话。

5. 电话分模拟和数字两种。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信,使用数字信号的通信方式叫做数字通信。

模拟信号缺点:模拟信号在长距离运输和多次加工、放大的过程中,信号电流的波形会改变,从而使信号丢失一些信息,表现为声音、图像的失真,严重时会使通信中断。

数字信号优点:① 形式简单,数字信号只包括两种状态,抗干扰能力强;② 可以通过不同编码进行加密。

6. 现代的电话全部采用数字信号进行传输和处理,但在交换机和用户家中一两千米的距离上,还在使用模拟信号。

第二节 电磁波的海洋

1. 导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波。

2. 光是一种电磁波。真空中电磁波传播的速度c是宇宙间物质运动的最快速度。

3. 真空中电磁波的波速为c,它等于波长λ和频率f的乘积:c=λf

58其中c≈3×10km/s=3×10m/s,λ的单位是米,f的单位是赫兹。

4. 将电磁波按照波长由小到大顺序排序,分别是:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、

中波和长波。

5. 雷达的天线能发射和接收电磁波。电磁波需要用天线来发射和接收。

6. 在微波炉中,食物的分子在微波的作用下剧烈振动,使得内能增加,温度升高。

第三节 广播、电视和移动通信

1. 无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把声音信号转换成电信号,用调制器把音频电信号加载到高频

电流上,再通过天线发射出去。

信号的接收由收音机的天线完成,通过转动收音机调谐器的旋钮,可以选择特定频率的信号,经过放大,送到扬声器里。扬声器把音频电信号转换成声音。

2. 图像信号的工作过程:摄像机把图像变成电信号,发射机把电信号加载到高频电流上,再通过天线发射出去。

电视机的接收天线接收这样的高频信号,通过电视机把图像信号取出、放大,由显像管还原成图像。

3. 移动电话机即是无线电发射台又是无线电接收台,工作时用电磁波将信息发射到空中,并在空中捕获电磁波。

它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台(基地台)转接,基地台与电话交换机相连。

4. 由声音变成的电信号,它的频率跟声音的频率相同,在几十赫到几千赫之间,叫做音频信号。

由图像变成的电信号,它的频率在几赫到几兆赫之间,叫做视频信号。

音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差,需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上,才能发射到天空中,这种电流就是射频电流。

第四节 越来越宽的信息之路

1. 本节课提到了微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信。

2. 作为载体的无线电波,频率越高,相同时间内传输的信息越多。微波的波长在10m~1mm之间,频率在30MHz~

53×10MHz之间。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。

微波的性质更接近光波,大致沿直线传播。因此,必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站。

25

3. 在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面。

4. 1960年,美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器,它能产生频率单一、方向高度集中的激光。

激光的优点:平行度好、单色度好、亮度高。

5. 通信用的激光一般在光导纤维中传播。光导纤维是很细的玻璃丝。激光在里面多次反射。

6. 目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件。像“abc@server.com.cn”,表示信箱属于一个叫“abc”的

人,他的服务器名叫“server.com.cn”。“cn”表示中国,“com”表示商业网站,“edu”表示教育网。

7. 世界上最大的计算机网络是因特网。

第二十二章 能源与可持续发展

第一节 能源

1. 生物质能:由生命物质提供的能量称为生物质能。所有生命物质中都含有生物质能。

2. 一次能源:可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如风能、太阳能、地热能和核能。 二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。

3. 不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源,都属于不可再生能源。如化石能源、核能。 可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源,属于可再生能源。如水的动能、风能、太阳能、生物质能。

4. 按使用开发的时间长短来分类,能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源,

核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。

第二节 核能

1. 核能:原子核在分裂和聚合的过程中,可以释放出惊人的能量,这就是核能。

2. 核裂变

? 裂变:用中子轰击比较大的铀核时,铀核变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这个过程就

是裂变。

? 链式反应:在裂变过程中,会同时产生几个新的中子,这些中子又会轰击其他的原子核,这一过程不断进行

下去,于是裂变能持续下去,并释放更多的核能,这就是链式反应。

?

? ? 原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的。

3. 核聚变

? 聚变:如果将质量很小的原子核,如氘核和氚核,在超高温度下结合成新的原子核,会释放出更大的能能,

这就是聚变。聚变又称热核反应。

?

? 核聚变释放的能量更多,目前人类还无法控制核聚变。

第三节 太阳能

1. 2.

3.

4. 在太阳的内部,氢原子核在超高温度条件下发生聚变,释放出巨大的核能。 大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。 我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料,实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。 太阳能的利用:① 利用集热器加热物质(太阳能转化为内能);

② 用太阳能电池把太阳能转化为电能(太阳能转化为电能)。

5. 目前利用太阳能方面存在的困难:① 分散,不便于集中使用;② 功率变化较大,不稳定;③ 利用时转换效率太低。

26

第四节 能源与可持续发展

1. 人类历史上不断进行着能量转化技术的进步,就是所谓的能源革命。

2. 能源革命的轨迹:利用天然能源(太阳能、风能、水能)→钻木取火→蒸汽机的发明→利用电能→利用核能

等新能源。

3. 能量的转化和转移具有方向性。

1. 21世纪的能源趋势:由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗量持续增长,特别是近40年

以来,能耗增长速度明显加快,而目前人类的主要能源仍是化石能源。

2. 能源消耗对环境的影响:人类在能源革命的进程中给自己带来了便利,也给自己带来了麻烦,主要表现为大

量燃烧化石能源,使得空气污染和“温室效应”加剧;一些欠发达国家过分依靠柴薪能源,加剧了水土流失和土地沙漠化。

3. 未来的理想能源必须满足以下四个条件:① 必须足够丰富;② 必须足够便宜,多数人用得起;③ 相关技

术必须成熟;④必须足够安全,不会严重影响环境。 4. 解决能源紧张的途径:由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长,因此人类必须不断地开发和利用

新能源,同时增强节能意识,不断提高能源的利用率,这是目前解决能源紧张的重要途径。 5. 我们对待化石能源的态度:减少使用。

重要的物理常数

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真空中光速、电磁波的传播速度:c=3×10m/s 15℃空气中声速为340m/s

重力与质量的比值:g=9.8N/kg(在不要求精确计算的前提下,g可取10N/kg)

5

1标准大气压:p0=760mmHg=1.013×10Pa

333

水的密度:ρ水=1.0g/cm=1.0×10kg/m

3

水的比热容:c水=4.2×10J/(kg·℃)

冰水混合物的温度、冰的熔点、水的凝固点:0℃ 1标准大气压下水的沸点:100℃ 1节干电池的电压:1.5V

1节蓄电池的电压:2V(探究题中的蓄电池一般是三节串联,也就是6V) 家庭电路电压:220V

对人体的安全电压:不高于36V

8

常见的物理数值(估算用)

27

物理量及其单位

28

物理公式

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做计算题的注意事项:

? 必须写“解:”,必须有公式和计算过程,必须下结论(“∴??”或“答:??”)。 ? 读题时注意思考各物理量之间的关系,并且思考应该使用什么样的公式。

电学题要做电路分析,力学题要做受力分析。 ? 上面没有加括号的公式都可以直接使用,其他公式必须先推导才能使用(“由I?

U

得U=IR=??”)。 R

? 绝大多数公式的单位都是已经确定的(国际主单位)。上面有三个公式可以使用两种单位。杠杆平衡条件可

以不使用主单位,但是必须使用统一的单位。 ? 代入时数的顺序不能颠倒。

30

? 数字后面必须带单位,只有倍数、比例、机械效率除外。

3? 对于有很多“0”的数字,最好用科学计数法。用kg/m作为密度单位时,必须写成“△×103kg/m3”(固体、

3液体)和“△kg/m”。

? 注意g的取值。

? 最终的计算结果不能写成分数。对于除不开的数,一般保留两位小数(不要写约等于“≈”)。 ? 解答一道题的不同部分时,最好标清题号。这是对自己、对评卷老师都有好处的事情。

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